天然聚多糖納米晶改性聚合物材料的結(jié)構(gòu)與性能的研究.pdf

1、近年來(lái)，由于化石燃料的儲(chǔ)備逐漸減少以及人們對(duì)環(huán)境問(wèn)題越來(lái)越關(guān)注，可持續(xù)發(fā)展政策也越來(lái)越普及。因而，生物基和生物降解的材料引起了人們很大的關(guān)注。將聚多糖納米晶添加到天然高分子及合成高分子中，取得了很好的增強(qiáng)效果，力學(xué)性能和熱性能均得到了不同程度的改善。聚多糖納米晶的表面具有豐富的羥基基團(tuán)，消弱了與聚合物之間的界面相互作用，抑制了其在許多非極性和極性較弱的聚合物基質(zhì)中的積極作用?？梢詫?duì)其進(jìn)行化學(xué)修飾改性，以改善聚多糖納米晶與聚合物基質(zhì)之間的

2、相互作用，提高他們之間的相容性。因而，天然聚多糖納米晶的研究以及開(kāi)發(fā)備受各界關(guān)注，研究的重點(diǎn)主要集中在對(duì)其進(jìn)行改性，制備出性能優(yōu)異的、可降解的納米復(fù)合材料。
　　本論文的主要研究?jī)?nèi)容包括：（1）從甲殼素中提取出甲殼素納米晶，并對(duì)其進(jìn)行表面乙?；揎棧玫奖砻嬉阴；募讱に丶{米晶。（2）將乙?；蟮募讱に丶{米晶加入聚乳酸基質(zhì)中，通過(guò)乙?；蟮募讱に丶{米晶與聚乳酸基質(zhì)之間的作用，得到力學(xué)性能增強(qiáng)的納米復(fù)合材料。（3）合成聚氨酯預(yù)聚體，

3、并將乙酰化后的甲殼素納米晶加入聚氨酯預(yù)聚體中，流延得到力學(xué)性能增強(qiáng)的納米復(fù)合材料。本論文的創(chuàng)新點(diǎn)在于：（1）對(duì)甲殼素納米晶進(jìn)行表面乙?；揎棧揎椇蟮募讱に丶{米晶在極性溶劑中的分散性得到提高，并且結(jié)構(gòu)和形貌得以保持。（2）乙?；蟮募讱に丶{米晶在聚乳酸基質(zhì)和聚氨酯基質(zhì)中的良好分散以及強(qiáng)的界面粘結(jié)作用，有利于納米復(fù)合材料力學(xué)性能的提高。
　　本論文的主要研究成果如下：
　　1.用乙酸酐對(duì)甲殼素納米晶進(jìn)行表面乙?；揎?，測(cè)試結(jié)果

4、表明，表面乙?；揎棾晒Γ⑶冶砻嬉阴；揎椇蟮募讱に丶{米晶的形貌和結(jié)構(gòu)均得到保持。
　　2.用表面乙?；揎椇蟮募讱に丶{米晶作為填料來(lái)復(fù)合改性聚乳酸基質(zhì)，得到新型納米復(fù)合材料。乙?；揎椇蟮募讱に丶{米晶的含量對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能有著很大的影響。乙酰化后的甲殼素納米晶在聚乳酸基質(zhì)中分散好，并且與聚乳酸基質(zhì)之間形成強(qiáng)的界面粘結(jié)作用，有利于納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和楊氏模量的提高。而剛性的納米晶的存在，又導(dǎo)致納米復(fù)合材料的斷裂伸長(zhǎng)率的下

5、降。當(dāng)納米晶的含量繼續(xù)增加，剛性納米粒子的存在以及滲流網(wǎng)絡(luò)的形成，輕微地破壞了聚乳酸的結(jié)構(gòu)，納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率又降低。
　　3.用表面乙?；蟮募讱に丶{米晶作為填料來(lái)復(fù)合改性聚氨酯基質(zhì)，得到新型的納米復(fù)合材料。乙酰化后的甲殼素納米晶在聚氨酯基質(zhì)中的均勻分散，并且與聚氨酯基質(zhì)之間形成強(qiáng)的界面粘結(jié)作用以及乙?；蟮募讱に丶{米晶的加入，促進(jìn)了聚氨酯基質(zhì)中軟硬段的分離，這些都使得納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度、楊氏模量和斷裂伸長(zhǎng)率

6、增加。隨著剛性的乙?；蟮募讱に丶{米晶的繼續(xù)增加，會(huì)形成滲流網(wǎng)絡(luò)，這些都將會(huì)造成聚氨酯基質(zhì)的結(jié)構(gòu)的輕微破壞，因而阻礙了分子鏈之間的運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致納米復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率的降低。
　　總之，本論文通過(guò)簡(jiǎn)單的方法，對(duì)甲殼素納米晶進(jìn)行了表面乙?；揎棧⑶页晒Φ赜帽砻嫘揎椇蟮募讱に丶{米晶來(lái)復(fù)合改性聚乳酸和聚氨酯基質(zhì)，得到了力學(xué)性能優(yōu)良的生物可降解材料，并且對(duì)復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系進(jìn)行了研究。不僅拓展了聚乳酸和聚氨酯的改性方